1. No category

Christian Hedeager Krag
Herlufsholm Skole
Side 1 af 9
Christian Hedeager Krag
Herlufsholm Skole
INTRODUKTION
Mennesket har igennem mange år valgt at definere tiden som gående i et konstant tempo, fordi det passer
til de gentagelser, der er i den natur, vi lever i. Aztekerne og andre kulturer anvendte stjernernes bevægelse til at måle tiden (URL 1). I dag har vi defineret tiden endnu mere præcist ved at opdele den i mindre intervaller som år, dage og sekunder for at bevare overblikket samt den objektive tidsfornemmelse. Alligevel
synes vi nogle gange, at tiden går i et andet tempo, end urene viser. Er vi ude for en voldsom oplevelse,
f.eks. et trafikuheld, vil vi opleve at tiden går i slow motion [2]. Einstein har beskrevet den subjektive tidsfornemmelse [1]: “When a man sits with a pretty girl for an hour, it seems like a minute. But let him sit on a
hot stove for a minute - and it's longer than any hour.”
Hvad der biologisk set skaber tidsopfattelsen og forvrængningen, har der fra forskningens verden været
flere bud på. Nogle undersøgelser peger på, at mennesket har et indre biologisk ur, mens andre undersøgelser peger på, at tidsopfattelsen er kontrolleret af, hvor stor aktiviteten er i forskellige specifikke områder
i hjernen [1] [3] [5]. Tidsopfattelsen er ikke et emne, der har bevæget sig meget uden for USA, og derfor er
det stadig på mange punkter et uudforsket område.
Formålet med dette projekt er at undersøge sammenhængen mellem opmærksomheden og tidsopfattelsen. Dette er aktuelt, fordi en sådan opdagelse kan føre til teorier, der kan forklare fænomener, der endnu
ikke er forklaret med neurovidenskabelige metoder. Eksempelvis hvorfor vi synes, tiden går i slow motion,
når vi er ude for en voldsom oplevelse.
Projektet bearbejder tidsopfattelsen fra en ny vinkel ved at fokusere på ændringen i opmærksomheden
vha. EEG-kurver. Det vil også kunne åbne op for nye forskningsprojekter, alt efter hvordan resultaterne
bliver. Derfor kan et emne som tidsopfattelsen koblet sammen med opmærksomheden vise sig at være
banebrydende for ny anvendt forskning på længere sigt.
PROBLEMFORMULERING OG HYPOTESE
Problemformulering
Er der en tydelig sammenhæng mellem ændringer i opmærksomheden og ændringer i tidsopfattelsen ved
chokerende oplevelser? På baggrund af en teori, omhandlende sammenhængen mellem tidsopfattelsen og
opmærksomheden, vil jeg undersøge tidsopfattelsen og opmærksomheden eksperimentelt med forsøgspersoner for at bekræfte eller afkræfte denne teori. Tidsopfattelsen undersøges ved, at lade forsøgspersonen bestemme tiden mellem to toner. Opmærksomheden undersøges ved, at kigge på forskelle i amplituden af P300 bølgen ved en auditiv oddball undersøgelse.
Hypotese
Der forventes at være en sammenhæng mellem opmærksomheden og tidsopfattelsen, mere præcist for-
Side 2 af 9
Christian Hedeager Krag
Herlufsholm Skole
ventes der, at være en forskel i opmærksomheden henholdsvis før og imens tidsopfattelsen påvirkes. På
EEG-kurven vil det svare til en større forskel i amplituderne af P300 bølgerne, når tidsopfattelsen påvirkes, i
forhold til forskellen i amplituderne af P300 bølgerne når tidsopfattelsen ikke påvirkes.
BAGGRUND
I takt med at neurovidenskabens metoder og apparatur har udviklet sig, er det blevet muligt at lave undersøgelser af fænomener, der tidligere ikke har været mulige at forklare videnskabeligt. Tidsopfattelsen er et
af de fænomener, og med apparatur som EEG er det muligt at lave undersøgelser, der ikke er afhængige af
forsøgspersonens forklaring. Når neurovidenskaben igennem forsøg forklarer fænomener, er det grundforskning, til gengæld åbner grundforsknings resultater ofte op for nye forskningsprojekter.
Dette projekt er blevet inspireret af et forsøg udført af David Eagleman i 2007, hvor han undersøgte, om
det er muligt at opfatte flere detaljer i løbet af en skræmmende oplevelse [6].1 Han kom frem til, at vi ikke
når at opfatte mere, når vi synes tiden går langsomt. I modsætning til Eaglemans forsøg er dette projekt
ikke afhængig af forsøgspersonens efterfølgende forklaring, fordi det er muligt at måle, hvor opmærksomme forsøgspersonerne er, imens de udfører aktiviteten. En anden måde dette projekt adskiller sig fra
Eaglemans forsøg, er ved at Eaglemans forsøg ikke tager højde for, at opmærksomheden kan være forværret ved faldene. Her vil EEG-kurverne fortælle præcis, hvordan opmærksomheden eventuelt ændrer sig. Til
gengæld er det mere effektivt metode at påvirke tidsopfattelsen ved at lade forsøgspersoner falde 31 meter ned i et net, men med præcise målinger med EEG bør en lille ændring i tidsopfattelsen være nok til at
undersøge sammenhængen.
Bag projektet ligger der en teori, som er blevet foreslået af flere forskere [7], som kobler opmærksomhed
sammen med tidsopfattelsen. Den går mere præcist ud på, at hjernen tæller hvor mange informationer, der
bliver bearbejdet i hjernen. Når en oplevelse pludselig ændrer opmærksomheden, tæller hjernen, at mange
flere informationer bliver bearbejdet og laver derfor den forkerte konklusion, at der har passeret mere
objektiv tid. Det skaber en illusion om, at tiden har gået langsommere, selvom man ikke har nået at opfatte
detaljer hurtigere. Denne teori har tidligere undersøgelser prøvet at bekræfte, men metoden, der bliver
brugt i dette projekt, har ikke været anvendt før i denne sammenhæng.
BEGREBER OG METODE
Forsøgspersoner
Køn samt alder for forsøgspersonerne har ingen betydning for forsøget, fordi forsøget sammenligner de
enkelte personers opmærksomhed ved forskellige tidsopfattelser, de er altså ikke afhængige af hinanden.
1
Han lod forsøgspersoner falde 31 meter ned i et net. De vurderede, at deres eget fald tog 36% længere tid end andres fald. Imens de faldt, havde de et ur på, der flimrede med tal i et tempo så hurtigt, at man lige akkurat ikke kunne
nå at opfatte dem.
Side 3 af 9
Christian Hedeager Krag
Herlufsholm Skole
Der vil blive brugt 3 forsøgspersoner for at forbedre chancen for præcist at kunne bekræfte eller forkaste
hypotesen. Den eneste begrænsning er, at de ikke har sygdomme, der kan påvirke EEG-kurven, f.eks. psykiske sygdomme eller høreproblemer.
EEG, ERP og P300
EEG står for Electroencephalography (URL 5), og EEG bruges til at måle hjernens elektriske aktivitet i områder med flere millioner neuroner vha. elektroder. Det praktiske ved EEG er, at det kan måle aktiviteten på
millisekund niveau. ERP står for Event Related Potential (URL 6), og er det elektriske potentiale, der opstår i
hjernen som respons på en stimulus. Dette viser sig på en EEG-kurve som bølger og P300, som er den største bølge, viser sig oftest omkring 300 ms efter en stimulus. Forskelle i amplituden for P300 bølgen er blevet koblet sammen med flere ting [4]. Heriblandt de eksperimentale forhold, specifikke forandringer i hvor
meget information hjernen bearbejder som resultat af eksperimental manipulation eller forandringer i opmærksomheden. Det er også blevet vist, at amplituden af P300 bølgen stiger, når sandsynligheden for en
rare tone falder i en oddball undersøgelse.
Dette er essentielt, for kan de ydre påvirkninger fra omgivelserne begrænses og holdes konstante, vil amplituden af P300 bølgen kun fortælle om opmærksomheden.
Stimulus præsentation
Der vil blive anvendt et oddball paradigme til stimuli præsentationen. Dette paradigme vil blive udviklet på
Klinisk Neurofysiologisk Klinik på Rigshospitalet, fordi softwaren er tilgængelig der. Et eksempel på hvordan
et paradigme kan se ud, kan ses nedenfor. For at sikre at forsøgspersonerne bliver ved med at holde fokus
på forsøget, vil de blive bedt om at tælle, hvor mange rare toner de hører. Dette vil også medføre pænere
kurver, som gør undersøgelsen mere præcis.
Figur 1
Eksempel på et oddball paradigme. Den sorte
klokke er en rare tone, mens den hvide klokke
er en common tone. Her ses at der er 1,5 s
mellem hver tone, ISI. TTI er hvor lang tid der
er mellem hver rare tone [4]. Probability er
sandsynligheden for en rare tone.
Aktivitet
Der er forskellige muligheder angående aktiviteter, der kan fordreje tidsopfattelsen. Teorien bag projektet
gælder for korte intervaller, og derfor vil det være oplagt, at udvikle en aktivitet der kan give forsøgspersonerne et chok for at ændre deres tidsopfattelse. Sådan en aktivitet kunne være film. En anden mulighed er
at lade forsøgspersonerne stå på særlig bygget skammel med en låge, som hurtigt kan fjernes, hvilket gør at
forsøgspersonen falder 30 cm ned. Da forsøgspersonen aldrig ved hvornår lågen åbnes, vil chokeffekten
Side 4 af 9
Christian Hedeager Krag
Herlufsholm Skole
blive bevaret. Siden de overstående aktiviteter med stor sikkerhed vil påvirke tidsopfattelsen, afhænger
den endelige løsning af, hvad der er mest praktisk.
Forsøgsopstillingen
Forsøget stiller store krav til forsøgsopstillingen, fordi forvrængning af tidsopfattelsen normalt forekommer
ved episoder, der ikke er mulige at efterligne, når der skal måles med EEG, på trods af den mobilitet EEG
undersøgelser tillader. Derfor vil tidsopfattelsen ikke blive fordrejet ligeså meget som andre metoder tillader, til gengæld udelukker de andre metoder mulighed for at måle præcise data med f.eks. EEG.
Forsøgsopstillingen i punktform for test af én forsøgsperson:
1. Forsøgspersonen får cap EEG på, og tidsopfattelsen testes ved f.eks. at bede dem bedømme tidsintervallet mellem to toner.
2. Stimuli bliver præsenteret for forsøgspersonen, som ikke skal gøre andet end at tælle hvor mange
rare toner, der kommer. Dette undersøger opmærksomheden, når der ikke er nogen aktivitet til at
påvirke tidsopfattelsen. ERP ved hvert stimulus bliver gemt i EEG-kurven.
3. Forsøgspersonen sættes til at udøve aktiviteten, og tidsopfattelsen bliver testet ved samme metode som i punkt 1.
4. Forsøgspersonen udsættes for både rare og common toner imens aktivitetens udøves. Dette undersøger opmærksomheden, når tidsopfattelsen bliver påvirket af en aktivitet.
ERP data analyse
Analysen af P300 bølgerne vil blive udført af medicoingeniører. Et eksempel på P300 bølgen kan nedenfor.
Figur 2.
ERP bølgerne på en EEG-kurve [4]. P300 bølgen er
den største og fremkommer omkring 300 ms efter
stimulus. Figuren viser hvordan amplituden af
P300 bølgen stiger, når sandsynligheden for en
rare tone falder.
Opdelt i de forskellige situationer vil P300 bølgen for tonen blive lagt sammen for at fjerne hjernens tilfældige aktivitet.2 Dette vil medføre fire P300 bølger for en forsøgsperson:
1) En P300 bølge for en common tone når tidsopfattelsen ikke påvirkes
2
Et sted mellem 100-150 P300 bølger for rare og common tonerne i de to første situationer lægges oven i hinanden
for at sikre en tydelig kurve. Til delen hvor forsøgspersonen udfører en aktivitet vil der være færre bølger, fordi der er
en grænse for hvor længe aktiviteten kan blive ved med at påvirke tidsopfattelsen tilstrækkeligt.
Side 5 af 9
Christian Hedeager Krag
Herlufsholm Skole
2) En P300 bølge for en rare tone når tidsopfattelsen ikke påvirkes
3) En P300 bølge for en common tone når tidsopfattelsen påvirkes af en aktivitet
4) En P300 bølge for en rare tone når tidsopfattelsen påvirkes af en aktivitet
Forskellen i amplituden for 1) og 2) fortæller, hvor opmærksom forsøgspersonen er på den rare tones forskellighed. Det samme gør forskellen i amplituden for 3) og 4). Er forskellen i potentialet for 1) og 2) anderledes end forskellen i potentialet i 3) og 4), betyder det at opmærksomheden er anderledes, når forsøgspersonen udfører en aktivitet, der påvirker tidsopfattelsen. Nedenfor ses en illustration af hvordan EEGkurven kan forventes at se ud ved de forskellige situationer.
Figur 3.
Eksempel på hvordan kurverne kan se ud hvis
hypotesen er korrekt.
Afslutningsvis kan der ses på, hvor meget opmærksomheden er blevet forandret, i forhold til hvor meget
tidsopfattelsen er blevet forandret før og i løbet af en aktivitet for at præcisere den eventuelle sammhængen.
En fordel ved denne metode er, at resultaterne kun afhænger af EEGs målepræcision samt forsøgsopstillingen. De fleste andre forsøg indenfor tidsopfattelsen har været afhængige af en vurdering fra forsøgspersonen, hvilket nu er blevet fjernet.
En ulempe ved denne metode er, at den sidste del af undersøgelsen stadig afhænger af personernes egen
fornemmelse af, hvor lang tid der gik. Forsøg har vist at tidsopfattelsen kan trænes [1]. Derfor vil nogle
mennesker være bedre til at bedømme tidsintervaller end andre. Dette medvirker, at forsøget vil have tydeligere resultater for nogle mennesker frem for andre. Det bliver der taget højde for, da undersøgelsen
bliver gentaget med tre forskellige personer.
Side 6 af 9
Christian Hedeager Krag
Herlufsholm Skole
UDFØRELSE
Projektet kan blive udført på Klinisk Neurofysiologisk Klinik på Rigshospitalet under vejledning af Troels W.
Kjær. Fremstillingen af et apparatur der skal påvirke tidsopfattelsen kommer til at tage forskellig tid, alt
efter hvilken løsning der vælges, men 1 uges tid er et realistisk bud på en øvre grænse. Forsøget med EEG
kan udføres over 2-3 dage. Hver forsøgsperson vil blive testet i maksimalt 45 min. med EEG. Der vil blive
anvendt en cap EEG, da forsøgspersonen skal bevæge sig under forsøgene. Databehandlingen af EEG data,
afhængigt af hvor travlt medicoingeniørerne har, og hvor mange der ønsker at arbejde med databehandlingen. Derfor vil projektet samlet set tage 2-4 uger at gennemføre.
VIDERE ARBEJDE
Flere faktorer gør at tidsopfattelsen er et emne med mange muligheder for videre arbejde. Først og fremmest er emnet relativt uudforsket, der er mange fænomener der stadig ikke er blevet forklaret med neurovidenskabelige metoder. Dernæst er dette projekt grundforskning, og næsten uanset hvordan resultaterne
bliver, vil de formentligt åbne op for idéer til nye forskningsprojekter.
Neurale oscillationer
Undersøgelse af om de neurale oscillationer, der kan aflæses på EEG, kan fortælle hvor fordrejet tidsopfattelsen er. Altså om mennesket har et biologisk ur, der er styret af neurale oscillationer. En sådan undersøgelse vil også åbne op for nye teorier, f.eks. at tidsopfattelsen i drømme er så forvrænget fordi de neurale
oscillationer har andre frekvenser, når vi sover.
fMRI, kortlægning af tidsopfattelsen i hjernen
Viser forsøget, at der er en sammenhæng mellem opmærksomheden og tidsopfattelsen, vil det være oplagt
at forsøge at kortlægge, hvor denne forskel i opmærksomhed befinder sig i hjernen. Undersøgelser har vist,
at der er en tydelig sammenhæng mellem BOLD signalet og P300 bølgens amplitude i specifikke områder i
hjernen [4]. Ved at måle med fMRI på forskellen i aktiviteten i disse områder ved forskellige tidsopfattelser
vil det være muligt at se, hvilke områder der er med til at regulere opmærksomheden og dermed også tidsopfattelsen. Den største fordel ved fMRI er den store rumlige opløsning, som gør det muligt at registrere
aktivitet i hele hjernen (URL 4). En ulempe ved fMRI er immobiliteten.
Adrenalin
I de situationer hvor tidsopfattelsen er forvrænget mest, f.eks. ved biluheld, er koncentrationen af adrenalin forhøjet på grund af kamp/flugt- reaktionen (URL 2). Koncentrationen af adrenalin kan måles i blodet,
derfor vil det være muligt at undersøge, hvordan koncentrationen af adrenalin påvirker vores tidsopfattelse.
Stress og depression
Både stress og depression påvirker tidsopfattelsen. Derfor kan det måske være muligt at udvikle et apparaSide 7 af 9
Christian Hedeager Krag
Herlufsholm Skole
tur, som hurtigt kan bestemme en persons tidsopfattelse som supplering til diagnosticering.
BUDGET
Pris
Transport, Næstved - Østerport
500 kr.
Aktiviteten som skal påvirke forsøgspersonernes tidsopfattelse
Software til at generere oddball paradigmet (er til rådighed på Rigshospitalet)
EEG undersøgelserne (2800 kr./undersøgelse/person)
Løn til forsøgspersonerne
3000 kr.
0 kr.
8400 kr.
600 kr.
Løn til ingeniører for behandling af EEG data
5000 kr.
Uforudsigelige udgifter
2000 kr.
Total
19.500 kr.
VEJLEDERE
Brian Rosenstrøm
Uddannet psykolog og specialistuddannet i klinisk neuropsykologi. Arbejder som neuropsykolog på Sydvestjysk Sygehus Esbjerg.
Troels W. Kjær
Overlæge og ph.d. i neurofysiologi. Arbejder som overlæge og hjerneforsker på Klinisk Neurofysiologisk
Klinik, Rigshospitalet.
Side 8 af 9
Christian Hedeager Krag
Herlufsholm Skole
REFERENCER
[1] Buhusi CV, Meck WH (2009): Relativity Theory and Time Perception: Single or Multiple Clocks? PLoS
ONE, Issue 7
[2] Eagleman DM, Tse PU, Janssen P, Nobre AC, Holcombe AO (2005): Time and the Brain: How Subjective
Time Relates to Neural Time. The Journal of Neuroscience November 9; 25(45): 10369-10371
[3] Grondin S (2009): Timing and time perception: A review of recent behavioral and neuroscience findings
and theoretical directions. Attention Perception Psychophysics; 72: 561-582
[4] Horovitz SG, Skudlarski P, Gore JC (2002): Correlations and dissociations between BOLD signal and P300
amplitude in an auditory oddball task: a parametric approach to combining fMRI and ERP. Magnetic Resonance Imaging; 20: 319-325
[5] Meck WH (1995): Neuropharmacology of timing and time perception. Cognitive Brain Research, 3; 227242
[6] Stetson C, Fiesta MP, Eagleman DM (2007): Does Time Really Slow Down during a Frightening Event?
PLoS ONE, Issue 12
[7] Tse PU, Intriligator J, Rivest J, Cavanagh P (2004): Attention and the subjective expansion of time. Percept Psychophys; 66 (7): 1171-1189
[8] Wassenhove VV, Buonomano DV, Shimojo S, Shams L (2008): Distortions of Subjective Time Perception
Within and Across Senses. PLoS ONE, Issue 1
URL 1
http://en.wikipedia.org/wiki/Tianquiztli
URL 2
http://changingminds.org/explanations/brain/fight_flight.htm
URL 3
http://www.upmc.com/healthatoz/pages/healthlibrary.aspx?chunkiid=13764
URL 4
http://en.wikipedia.org/wiki/Functional_magnetic_resonance_imaging
URL 5
http://en.wikipedia.org/wiki/EEG
URL 6
http://en.wikipedia.org/wiki/Event-related_potential
URL 7
http://www.flickr.com/photos/stuckincustoms/4771036933/
URL 8
http://cogprints.org/121/1/interval_specific_event.htm
Side 9 af 9